资源简介

鲁科版 第 1 章 化学反应与能量转化
第 4 节 金属的腐蚀与防护 教学设计
一、教材分析
“金属的腐蚀与防护”是高中化学理论学习的重要组成部分，位于《化学选择性必修1化学反应原理》(山东科学技术出版社)的第一章第4节。本章教材的第2节和第3节介绍了电能与化学能相互转化的具体形式电池和电解。第4节通过“金属的腐蚀与防护”这一现实性问题的原理分析与问题解决方案的解读，呈现原电解原理和电解原理在现实问题解决中的应用，建立化学能与电能相互转化的关联；通过一次性保暖贴、利用微电解技术处理工业废水等电化学腐蚀原理在为人类提供能量、实现物质分离提纯等方面应用实例的讨论，使学生领略应用化学原理解决实际问题的重要意义，发展学生的创新意识和创新能力。最后的微项目则通过载人航天器用氢氧燃料电池的设计与优化，呈现电化学认识模型对于解决真实复杂问题的应用价值和应用思路；通过对载人航天器的氧气再生方案的研讨，建立从物质变化与能量变化角度利用化学反应解决现实问题的思路与方法。
二、学情分析
本节课的教授对象是高二学生。在此之前，学生已了解一些金属的腐蚀与防护、氧化还原、原电池等知识，认识原电池与电解池模型；已具备合作学习和实验探究能力，有一定的证据分析与推理基础；对化学问题有着强烈的好奇心和探索欲，逻辑思辨能力有所增强。但不能将金属生锈及防腐问题与知识准确关联，尚未形成比较完善的解决电化学相关问题的认知模型。所以需要引导学生从本质掌握金属腐蚀和防护原理，提高科学探究、模型认知和解决问题的能力。
三、课标要求
《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》中明确提出“能分析、解释原电池和电解池的工作原理，能设计简单的原电池和电解池；能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施”。这部分内容有3方面的价值，具体如下：
1、承接原电池和电解池，金属的电化学腐蚀和电化学防护本质上还是电化学装置，可以通过这部分内容进一步巩固、发展学生对原电池、电解池工作原理的认识。
2、借助腐蚀和防护的原理，可以帮助学生构建牺牲阳极法和外加电流法的一般模型。借助一般模型应对千变万化的情境、试题，培养宏观辨识与微观探析、证据推理和模型认知等核心素养。
3、通过了解金属腐蚀造成的严重危害、经济损失，了解金属防护的必要性和有效性，学生能体会化学知识在生产、生活中发挥着巨大作用，培养科学态度与社会责任的核心素养。
四、课时目标
1、通过分析推理、方案设计、实验探究等过程了解保暖贴发热原理，强化图表分析、证据推理、模型建构等科学方法的应用，巩固“性质决定应用”的观念。
1
2、能运用探究物质反应原理的模型解释和解决实际问题，认识金属腐蚀类型、发生的条件及原理，会书写电极反应式和总反应式，深化对电化学本质的认识。
3、通过参与科学探究，学会交流、合作；通过辩证认识金属腐蚀，理解科学技术与社会发展的关系；通过方案设计，培养环保意识，建立绿色化学的观念。
五、教学设计
第3课时：金属的腐蚀与防护
环节 教学与学生活动 设计意图
课堂导入 【导入】前面几节课，我们学习了原电池和电解池， 理解了电动汽车的电池放电和充电的原理。生活中我 们还可以观察到，汽车的外观是五颜六色的。汽车为 什么要喷漆？除了美观，还有其他目的吗？ 【学生】防止生锈
【观察·思考】生活中汽车生锈的例子随处可见。构成汽车的主要材质是什么？钢铁属于金属材料，钢铁生锈也叫金属的腐蚀。金属腐蚀的原理是什么呢？为什么有的地方的金属腐蚀的严重，有的地方腐蚀的程度轻一些呢？我们又该怎样防止金属腐蚀呢？这就是我们今天要探究的内容。 从生活常识导入，引发学生 的学习兴趣和求知欲望。
任务一：认识金属 腐蚀的危害 【投影】
家用燃气灶的中心部位很容易生锈。这是在加热条件下，金属和氧气直接发生了化学反应，这种腐蚀叫做化学腐蚀。常温下，在潮湿的空气中，金属是怎么样腐蚀的呢？ 对知识的学习不应局限于教材，所以借助生活中的问题调动学生的参与意识，提升学生的信息获取和整合能力，搭建课堂与课外学习的桥梁，为课堂学习做铺垫。
任务二：探秘钢铁 【项目活动1 探秘保暖贴】
2
腐蚀的原因 观察保暖贴的主要成分，思考以下两个问题： 【交流研讨】
1.保暖贴为什么可以快速发热 发热过程中其主要成分分别起什么作用？ 2.设计实验验证你的推测，并画出实验装置图，预测实验现象。（小组讨论、汇报）
【学生】保暖贴中铁—碳—盐—水可能组成原电池，使保暖贴快速放热。绘制可能的原电池装置图。【教师】实际上保暖贴的原料层紧挨在一起，难以直接验证，为了研究方便，我们可以借助钢丝棉、碳棒和饱和食盐水进行研究。介绍实验装置并组织学生开展小组实验。 【学生】根据设计方案进行实验，验证有电流产生。【教师】负极反应物是什么？ 正极反应物是什么？ 怎样验证正极有氧气参与反应？ 【学生】根据设计方案进行实验，验证氧气参与反应。 【学生】结合总反应和装置图，写出电极反应式。【教师】怎样通过实验验证同学们写的电极产物是正确的呢 正极有氧气参与，正极产物是什么？如何检验正负极产物？ 【学生】设计方案，实验探究正负极产物并展示成果，依据实验结果改正电极反应。 从保暖贴的发热原理出发，创设真实的问题情境，开展探究活动，注重原理的实际应用。保暖贴的发热原理其实就是钢铁的腐蚀原理，过程中培养了学生的科学态度与社会责任学科素养。
3
【项目活动2 探究钢铁腐蚀本质】 【实验探究1】：验证是否组成原电池
小组交流，讨论实验用品、实验方案及实施： 【实验探究2】：证明氧气参与反应
小组交流，讨论实验用品、实验方案及实施。 预测产物，写出电极反应方程式。 【实验探究3】：验证电极反应产物
小组交流，实验用品，实验方案及实施： 【归纳总结】归纳金属腐蚀本质，讲解有关定义并按表1区分。 1.吸氧腐蚀： 本环节让学生在对比学习中认识电化学腐蚀和化学腐蚀的共性和差异，从微观角度分析金属腐蚀的本质，并结合腐蚀的本质思考金属电化学防护措施，培养学生宏观辨识与微观探析能力。
4
2.析氢腐蚀
六、评价任务
1.诊断性评价——通过前测了解学生对金属腐蚀与防护的理解情况，确定教学起点。
2.过程性评价——通过课堂上师生、生生互动情况和学生表现，对学习难点如电化学腐蚀原理进行适当引导，培养科学探究与创新意识。
3.生生互评——课堂上的交流汇报环节，培养学生的证据推理能力和质疑能力。
4.教师评价——利用课堂练习，评价学生必备知识的掌握和关键能力的形成情况

展开更多......

收起↑